QCM : Émission et perception d’un son — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Comment une vibration sonore atteint-elle un récepteur dans un milieu matériel ?

Elle se déplace vers le récepteur sans interaction avec le milieu
Elle se transforme d’abord en lumière puis redevient sonore
Elle se transmet de proche en proche dans le milieu
Elle traverse le milieu sans mettre ses particules en mouvement

Elle se transmet de proche en proche dans le milieu

Explication

Dans un milieu matériel, chaque partie transmet la vibration à la partie voisine jusqu’au récepteur. Le signal sonore ne traverse donc pas le milieu sans interaction et ne passe pas par une transformation lumineuse.

2. Dans quel milieu la vitesse de propagation du son est-elle la plus élevée parmi les trois milieux proposés ?

Dans l’air, à environ 5 000 m⋅s−15\,000\ \text{m·s}^{-1}
Dans l’air, à environ 345 m⋅s−1345\ \text{m·s}^{-1}
Dans l’eau liquide, à environ 1 500 m⋅s−11\,500\ \text{m·s}^{-1}
Dans l’acier solide, à environ 5 000 m⋅s−15\,000\ \text{m·s}^{-1}

Dans l’acier solide, à environ $$5\,000\ \text{m·s}^{-1}$$

Explication

La vitesse sonore indiquée est d’environ 5 000 m⋅s−15\,000\ \text{m·s}^{-1} dans l’acier solide, davantage que dans l’eau ou dans l’air. La valeur 5 000 m⋅s−15\,000\ \text{m·s}^{-1} n’est donc pas associée à l’air.

3. Deux instruments jouent la même note avec la même fréquence : quelle différence peut encore caractériser leurs sons ?

Leurs hauteurs deviennent différentes malgré la même note jouée
Leurs périodes doivent nécessairement avoir des valeurs différentes
Leurs fréquences deviennent différentes après quelques oscillations
Leurs représentations temporelles peuvent avoir des formes différentes

Leurs représentations temporelles peuvent avoir des formes différentes

Explication

Deux sons de même fréquence ont aussi la même période, mais leurs formes temporelles peuvent différer, ce qui contribue à leur timbre. Une fréquence identique n’impose donc pas une représentation temporelle identique.

4. Que se passe-t-il lorsqu’on double l’amplitude de vibration de la source sonore ?

L’intensité reste identique, mais la hauteur du son est multipliée par deux
L’intensité est multipliée par deux, sans que la perception double nécessairement
L’intensité est divisée par deux, tandis que le timbre reste inchangé
La perception sonore devient deux fois plus forte dans tous les cas

L’intensité est multipliée par deux, sans que la perception double nécessairement

Explication

Une amplitude de vibration deux fois plus grande produit un son deux fois plus intense, mais l’oreille ne le perçoit pas nécessairement comme deux fois plus fort. La hauteur dépend de la fréquence, et non de cette variation d’amplitude.

5. Comment la hauteur d’un son varie-t-elle avec sa fréquence ?

Un son plus aigu possède une fréquence plus élevée
Un son plus grave possède une fréquence plus élevée
Un son plus aigu possède une fréquence plus basse
La hauteur d’un son ne dépend pas de sa fréquence

Un son plus aigu possède une fréquence plus élevée

Explication

La hauteur correspond à la fréquence : une note aiguë est associée à une fréquence élevée et une note grave à une fréquence basse. L’amplitude du signal concerne plutôt l’intensité sonore.

6. Quelle caractéristique permet de distinguer une même note jouée par deux instruments différents ?

L’intensité, même lorsque les instruments jouent moins fort
La fréquence, même lorsque la note reste identique
Le timbre, même lorsque la hauteur reste identique
La période, même lorsque le timbre reste identique

Le timbre, même lorsque la hauteur reste identique

Explication

Le timbre permet de percevoir différemment une même note produite par des instruments distincts. La fréquence et la hauteur de cette note peuvent pourtant rester identiques.

7. Quelle grandeur s’exprime en watt par mètre carré et correspond à une puissance sonore par unité de surface ?

Le niveau d’intensité sonore
La fréquence acoustique
L’intensité sonore
La hauteur du son

L’intensité sonore

Explication

L’intensité sonore est une puissance sonore rapportée à une unité de surface et s’exprime en W/m². Le niveau d’intensité sonore décrit la perception en décibels.

8. Que représente la période TT d’un signal sonore périodique ?

La vitesse de déplacement du signal dans le milieu matériel
Le nombre de reproductions du signal réalisées pendant une seconde
L’amplitude maximale atteinte par la vibration sonore
La plus petite durée nécessaire pour que le signal se reproduise identique

La plus petite durée nécessaire pour que le signal se reproduise identique

Explication

La période TT est la plus petite durée au bout de laquelle le signal retrouve exactement le même aspect, et elle s’exprime en secondes. Le nombre de répétitions par seconde correspond à la fréquence, tandis que la vitesse et l’amplitude décrivent d’autres propriétés.

9. Dans quelle plage de fréquences une oreille humaine normale peut-elle généralement entendre les sons ?

De 20 kHz à 200 kHz
De 2 Hz à 2 kHz
De 200 Hz à 200 kHz
De 20 Hz à 20 kHz

De 20 Hz à 20 kHz

Explication

L’audibilité humaine normale s’étend approximativement de 20 Hz à 20 kHz. Les fréquences inférieures à 20 Hz sont des infrasons, tandis que celles supérieures à 20 kHz sont des ultrasons.

10. Un signal sonore parcourt 690 m en 2 s. Quelle est sa vitesse de propagation ?

346 m⋅s−1346\ \text{m·s}^{-1}
688 m⋅s−1688\ \text{m·s}^{-1}
1 380 m⋅s−11\,380\ \text{m·s}^{-1}
345 m⋅s−1345\ \text{m·s}^{-1}

$$345\ \text{m·s}^{-1}$$

Explication

La relation v=dtv = \frac{d}{t} donne ici v=6902=345 m⋅s−1v = \frac{690}{2} = 345\ \text{m·s}^{-1}. La valeur 1 380 m⋅s−11\,380\ \text{m·s}^{-1} résulterait d’une multiplication incorrecte de la distance par la durée.

11. Quelle caractéristique permet de distinguer un signal sonore périodique d’un bruit quelconque non périodique ?

Le signal périodique possède une intensité plus élevée pendant toute sa durée
Le signal périodique se reproduit identiquement après une même durée
Le bruit non périodique présente une fréquence constante mesurable en hertz
Le bruit non périodique se propage dans un milieu différent du signal sonore

Le signal périodique se reproduit identiquement après une même durée

Explication

Un signal est périodique lorsqu’il se répète à l’identique après une durée constante. Une intensité plus élevée ou un milieu différent ne définit pas la périodicité, et un bruit non périodique ne présente pas nécessairement une répétition régulière.

12. Quel phénomène produit un signal sonore ?

La dissolution d’un matériau
La circulation d’un courant
La vibration d’un objet
La réflexion d’une lumière

La vibration d’un objet

Explication

Un signal sonore apparaît lorsqu’un objet vibre et met en mouvement le milieu environnant. La lumière réfléchie, le courant électrique et la dissolution ne décrivent pas le mécanisme de production sonore considéré ici.

13. Quels niveaux sonores correspondent respectivement au seuil de danger et au seuil de douleur ?

440 dB pour le danger et 880 dB pour la douleur
85 dB pour le danger et 120 dB pour la douleur
20 dB pour le danger et 85 dB pour la douleur
120 dB pour le danger et 200 dB pour la douleur

85 dB pour le danger et 120 dB pour la douleur

Explication

L’échelle des niveaux sonores indique un seuil de danger à 85 dB et un seuil de douleur à 120 dB. Les valeurs de 20 Hz, 440 Hz et 880 Hz concernent des fréquences, pas des niveaux sonores.

14. Que mesure la fréquence d’un signal sonore périodique ?

Le nombre de périodes du signal par seconde, exprimé en hertz
La durée d’une période du signal, exprimée en secondes
La variation maximale de la vibration, exprimée en mètres
La distance parcourue par le signal pendant une période, exprimée en mètres

Le nombre de périodes du signal par seconde, exprimé en hertz

Explication

La fréquence indique combien de périodes se produisent en une seconde et son unité est le hertz. La durée d’une période est la période elle-même, tandis que la distance et la variation maximale correspondent à d’autres grandeurs.

15. Pourquoi un signal sonore ne peut-il pas se propager dans le vide ?

Parce qu’il se déplace uniquement à la surface des solides
Parce qu’il a besoin d’un milieu matériel pour transmettre la vibration
Parce qu’il doit être éclairé pour conserver son énergie
Parce qu’il nécessite une source électrique pendant son trajet

Parce qu’il a besoin d’un milieu matériel pour transmettre la vibration

Explication

La propagation sonore repose sur la transmission d’une vibration dans un milieu matériel, absent dans le vide. La lumière constitue un cas différent, car elle peut se propager dans le vide.

16. Un signal périodique a une période de 0,02 s0{,}02\ \text{s}. Quelle est sa fréquence ?

0,02 Hz0{,}02\ \text{Hz}
50 Hz50\ \text{Hz}
20 Hz20\ \text{Hz}
500 Hz500\ \text{Hz}

$$50\ \text{Hz}$$

Explication

Avec f=1Tf = \frac{1}{T}, on obtient f=10,02=50 Hzf = \frac{1}{0{,}02} = 50\ \text{Hz}. La valeur 0,02 Hz0{,}02\ \text{Hz} correspondrait à reprendre la période sans calculer son inverse.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 41 flashcards sur Émission et perception d’un son.

Qu'est-ce qu'un signal sonore ?

Un signal sonore est produit par la vibration d’un objet.

Quel rôle joue une caisse de résonance ?

Elle amplifie le signal sonore produit par un objet vibrant.

De quoi un signal sonore a-t-il besoin pour se propager ?

D’un milieu matériel.

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Consultez la fiche de révision complète sur Émission et perception d’un son.

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